Автоматизация котельных

В современной котельной часто устанавливаются два котла, один из которых является резервным. При этом работу котельной с основным и резервным котлами, как правило, автоматизируют Панель управления Vitotronic 300 от VIESSMANN управляет 3 независимыми контурами DE DIETRICH
Коллекторная схема обвязки котельной Контроллер Logamatic 2107 от BUDERUS управляет отопительным контуром и подогревом воды в бойлере Панель управления Diematic-m-Delta от DE DIETRICH Контроллер SDC7-21 серии Smile от HONEYWELL позволяет управлять горелкой котла, одним прямым и двумя смесительными контурами, а также приготовлением горячей воды в бойлере DE DIETRICH
Схема для выполнения обвязки котельной с использованием термогидрав-лического распределителя, разработанного DE DIETRICH Контроллер RVT2m Domino от MITSUBISHI осуществляет погодозависимое управление прямым и смесительным контурами, а также управление контуром ГВС Модули "ГидроЛОГО" для обвязки котельной по схеме первичного и вторичных колец позволяют выполнять монтаж достаточно быстро и дешево Использование автоматики позволяет оптимизировать работу всех компонентов системы отопления Комнатные термостаты Контроллер Aquatrol 2000 от HONEYWELL Компоненты для обвязки быстрого монтажа от BUDERUS VIESSMANN
Семейство отопительных кривых. Линии с большим наклоном используются для зданий с невысокой степенью теплоизоляции и наоборот Панель управления Logamatic 4211 со съемным диалоговым модулем MEC2 от BUDERUS Шкаф с устройствами автоматики от SCHNIDER ELECTRIC (Франция), позволяющими осуществлять передачу управления отопительными контурами от одного контроллера другому. Применяется в системах с основным и резервным котлами Многофункциональ-ный цифровой хронотермостат CM67 от HONEYWELL Проводное дистанционное управление системой отопления может быть размещено в любом удобном месте

Аналоговый и цифровой комнатные термостаты от HONEYWELL Применение термогидравли-ческого распределителя позволяет достичь оптимальной и сбалансированной работы котла и отопительных контуров Панель управления Logamatic 2107М от BUDERUS управляет одним прямым отопительным контуром, контуром со смесителем и приготовлением горячей воды в емкостном водонагревателе Контроллер Kascon от KOMEXTHERM Контроллер RVT-06 от KOMEXTHERM может быть использован для автоматизации разных типов систем отопления Управление насосами нескольких контуров под силу только современной автоматике Датчик наружной температуры устанавливается на фасаде здания на северной стороне. При этом его желательно размещать на расстоянии не менее одного метра от окон, чтобы исключить возможность его нагрева от помещения Устройство погодозависимого управления ERT-01 от KOMEXTHERM предназначено для монтажа в шкаф управления на DIN-рейку

Планируя устройство домашнего отопления, лишь немногие рассматривают возможность работы котельного оборудования с современными системами автоматики. Аведь такие системы получают в настоящее время широкое распространение и призваны повысить комфорт жилища и значительно сократить расходы на его обогрев.

Достоинства автоматического управления

Современную котельную невозможно представить себе без систем автоматики, объединивших все последние достижения в области управления тепловыми потоками. Примечательно, что для большинства людей до сих пор, к сожалению, основным критерием качества системы отопления остается принцип "греет-не греет". Ихотя он совершенно не применим к автоматизированным отопительным системам, мало кто оценивает значимость установки в своей котельной специальной автоматики, которая бы обеспечивала максимальный уровень теплового комфорта в доме.

На сегодняшний день существенно снизить затраты на отопление и заодно сформировать благоприятный температурный фон в доме под силу только современной системе терморегулирования. Это происходит за счет оптимизации работы всех компонентов отопительного оборудования. Заметим, что практически все котлы в их базовой комплектации имеют стандартную автоматику, которая управляет горелкой, принимает сигналы от устройств безопасности котла, а также поддерживает заданную температуру теплоносителя. Обратите внимание: именно «котловую» температуру, а не комнатную. Что не избавляет пользователя от необходимости постоянно регулировать эту температуру в зависимости от потребности в тепле.

Устанавливая столь несовершенное оборудование, вы невольно обрекаете себя на вечную "прикованность" к ручке термостата: при понижении уличной температуры воду в системе необходимо будет нагреть сильнее, а когда на улице потеплеет- понизить. Ипроделывать эти манипуляции с термостатом можно до бесконечности. Но если при наступлении холодной погоды «раскочегаривать» котел приходится волей-неволей (иначе проживание в доме становится проблематичным), то при потеплении, как это нередко бывает, снижать температуру котловой воды вроде бы и не обязательно. Ведь, как известно, пар костей не ломит. Да и не перевелись еще среди нас любители пошире распахнуть форточку, когда в комнате становится чересчур жарко.

Естественно, такой подход к тепло- и энергосбережению уже через короткое время ощутимо ударит по карману домовладельца. Ипрежде всего из-за перерасхода топлива. Аведь тенденция роста цен на основные энергоносители, отчетливо проявившаяся в последние годы, по прогнозам специалистов, сохранится и в будущем. Конечно, ни о каком тепловом комфорте при таких способах терморегулирования не может быть и речи. По подсчетам специалистов, пользователь котла, не оснащенного системой автоматики, тратит более 210 часов личного времени в год только на настройку температуры теплоносителя в котле!

Другое дело- современные микропроцессорные панели управления. Они позволяют поддерживать разную температуру сразу в нескольких нагревательных контурах. Под таким контуром понимается часть системы, работающая со своими температурными и гидравлическими характеристиками и имеющая возможность их регулировки. Это, скажем, контур радиаторного отопления или один контур водяных теплых полов. Например, система R 33/4 Digi Comfort от WOLF управляет четырьмя независимыми контурами, а Color Matic от VAILLANT имеет возможность контролировать работу сразу пятнадцати, причем температура теплоносителя внутри их напрямую зависит от состояния погоды на улице. Системы с таким принципом регулирования называются метеоуправляемыми или, как говорят специалисты, погодозависимыми (о принципе погодозависимого управления мы поговорим ниже). Для контроля наружной температуры в этих системах используется уличный датчик, устанавливаемый на здании снаружи, с северной стороны. Контроллер (программатор) системы также полностью отвечает за процесс приготовления горячей воды в бойлере.

Внекоторых системах заложен принцип модульного построения. Он позволяет укомплектовывать систему под конкретную ситуацию и требования заказчика, а также подключать дополнительные контуры и контролировать их работу с помощью установки соответствующего модуля- без замены панели управления в целом, что дает значительную экономию средств.

Сегодня на российском рынке широко представлена автоматика от многих зарубежных фирм, например KOMEXTHERM (Чехия), SIEMENS, KROMSCHRODER (Германия), ROCA (Испания), MITSUBISHI (Япония), COSTER (Италия), HONEYWELL (США), и некоторых других фирм.

Отдельно следует сказать о системах автоматического регулирования, предлагаемых такими производителями отопительного оборудования, как VIESSMANN, WOLF, BUDERUS, VAILLANT, JUNKERS (все- Германия), DE DIETRICH (Франция), CTC (Швеция), и рядом других. Системы, поставляемые этими фирмами, на сегодняшний день отвечают самым современным понятиям об "управлении теплом" и отличаются высокой надежностью. Такая автоматика позволяет решать практически любые задачи, связанные с регулированием тепловых процессов, и обеспечивает безопасную работу оборудования. Кнедостаткам этих систем можно отнести сравнительно высокую стоимость- от 650-700 до 2000-2500 и более.

Принцип погодозависимого регулирования

Поясним, каким образом осуществляется поддержание комнатной температуры с учетом изменений уличной. При настройке контроллера устанавливается так называемая температурная кривая, отражающая зависимость температуры теплоносителя в отопительном контуре от изменения погодных условий снаружи. Эта кривая представляет собой линию, одна точка которой соответствует +20С на улице (при этом температура теплоносителя в отопительном контуре тоже равна +20С, поскольку считается, что при таких условиях в отоплении нет необходимости). Вторая точка- это температура теплоносителя (скажем, 70С), при которой даже в самые холодные сутки отопительного сезона температура в комнате будет оставаться заданной (например, 23С). Вслучае, если здание утеплено недостаточно, для компенсации теплопотерь потребуется несколько большая температура теплоносителя в отопительном контуре. Соответственно, наклон кривой будет крутым. Инаоборот, если с теплоизоляцией дома все в порядке. При изготовлении контроллера в память прибора вносят множество подобных кривых, чтобы можно было потом выбрать из всего семейства подходящую линию конкретно для условий вашего жилища.

Как правило, для создания максимального уровня теплового комфорта, а также для экономии топлива одного-единственного уличного датчика бывает недостаточно. Поэтому часто монтируют дополнительный датчик внутри обогреваемого помещения. Наличие сразу двух датчиков, и комнатного и уличного, позволяет точно отслеживать и оперативно корректировать температуру в помещениях дома.

Обычно датчик комнатной температуры устанавливается в так называемом эталонном помещении- температура в нем будет соответствовать вашему понятию о комфортном тепловом фоне. Это помещение не должно нагреваться прямыми солнечными лучами и продуваться сквозняками. Как правило, в качестве эталона выбираются детские и спальни. Установка комнатного датчика делает возможным включение режима самоадаптации, при котором отопительная кривая подбирается под соответствующее помещение автоматически- самим микрокомпьютером панели управления. Кроме того, часто комнатный датчик интегрируют в термостат, с помощью которого можно задавать нужную температуру и ее средний уровень во всем доме. Локальная регулировка температуры в отдельно взятом помещении при этом достигается установкой на радиаторы термостатических клапанов с термоголовками.

Очень важным аспектом применения термостата является опять же экономия топлива. Поясним, каким образом она осуществляется. Допустим, в помещении, где установлен датчик, собрались гости и произошло повышение температуры на 2С вследствие естественного тепловыделения людей. Панель управления улавливает эти изменения и дает команду на снижение температуры теплоносителя в данном контуре, хотя уличный датчик может требовать как раз обратного. Уменьшение расхода тепла на обогрев этого помещения естественным образом экономит топливо. Но существуют здесь и проблемы. Если затопить в комнате, где установлен термостат, камин или надолго оставить открытым окно, это может привести к изменению температуры во всем доме. Для учета подобных факторов во многих системах предусматривают возможность внесения поправок в алгоритм управления путем установки коэффициента влияния комнатного датчика на характер отопительной кривой. Но вообще специалисты просто не рекомендуют устанавливать устройства измерения комнатной температуры вблизи каминов, входных дверей, окон и других источников тепла или холода, способных внести погрешность в результаты измерений.

Следует обратить внимание и на то, что установка одного только комнатного термостата, без датчика наружной температуры, существенно увеличивает инерционность системы терморегулирования. Изменения в тепловом фоне будут происходить с запозданием, поскольку автоматика начнет действовать лишь тогда, когда температура в доме, например, понизится, а это произойдет уже позже реального похолодания на улице.

Современные контроллеры не только следят за погодой, но и обладают достаточно большим количеством функций, часть из которых- пользовательские, а часть- сервисные. Если первые стоят на страже комфорта, то вторые следят за состоянием системы и обеспечивают правильную и безопасную работу оборудования.

Пользовательские функции

К пользовательским функциям прежде всего относятся различные программы отопления, которые позволяют адаптировать режим обогрева дома к ритму жизни его обитателей (сон и бодрствование, отпуска, посменная работа). Аналогичным образом выбираются программы для горячего водоснабжения. Если пользователя не устроит ни одна из того стандартного набора, который предлагается производителем, можно составить свою индивидуальную- как для отопления, так и для горячего водоснабжения.

Режим «спокойной ночи». Практически во всех системах имеется возможность установки так называемой ночной температуры. Учеными доказано, что спящий человек чувствует себя гораздо более комфортно, когда температура в помещении несколько понижается (обычно на 4С) относительно дневной комнатной (очевидно, такая реакция сформировалась у людей в ходе эволюции и отражает их адаптацию к естественным перепадам температуры в дневные и ночные часы). Вто же время все тепловые процессы инерционны, и если, например, задать время начала дневной программы на момент вашего пробуждения, то, встав с постели, вы почувствуете некоторый дискомфорт из-за того, что комната еще не успела согреться после ночи. Чтобы устранить этот недостаток, во многих современных контроллерах используют режим предварительного прогрева помещения (иногда называемый плавным выходом из ночного режима), в соответствии с которым за несколько часов до вашего подъема температура в доме начинает плавно повышаться. Подобную функцию имеют, например, контроллеры семейства Diematic от DE DIETRICH или Logamatic 4000 от BUDERUS.

Низкотемпературные системы. На современном уровне развития отопительной техники наблюдается тенденция к переходу на низкотемпературный режим отопления. Иными словами- к уменьшению рабочей температуры отопительных приборов. Это ведет к более комфортному восприятию теплового излучения человеком. Важнейшим достоинством низкотемпературного режима является уменьшение расхода топлива. Эксплуатировать систему отопления в низкотемпературном режиме позволяет также установка автоматики.

Кстати, здесь следует разделить такие понятия, как низкотемпературный режим и низкотемпературный котел. Низкотемпературный котел- это устройство, в котором, в силу специфичных свойств материалов, применяемых при его изготовлении, или благодаря оригинальным техническим решениям имеется возможность поддержания температуры подающей линии на уровне до+40С (как, например, у котлов iroVIT VKO от VAILLANT) и даже меньше- до+30С (у котлов GT 210 от DE DIETRICH). При этом температура обратной линии вообще не регламентируется.

Низкотемпературный режим отопления можно получить и не используя низкотемпературный котел, но для этого понадобятся исполнительные устройства- трех- или четырехходовые смесительные краны с сервоприводом, речь о которых пойдет отдельно. Всочетании с ними отопительный котел будет работать в постоянном режиме с высокой температурой котловой воды, а температура в отопительных контурах будет зависеть от степени открытия смесительного крана, в котором горячая вода смешивается с холодной, обратной.

Система приоритетов. Кодной из важных функций систем автоматического регулирования относят возможность организации управления горячим водоснабжением. Оно бывает приоритетным, смешанным и неприоритетным. Самый распространенный, приоритетный метод не лишен недостатков: во время потребления горячей воды система отопления попросту отключается. Обычно это не приводит к тому, чтобы в доме похолодало. Способ смешанного приоритета позволяет использовать для обогрева дома ту часть мощности котла, которая не применяется для приготовления горячей воды. Впрочем, при недостатке мощности на последнюю тратится весь ресурс. Ачто такое «неприоритетное горячее водоснабжение», можно понять уже из названия.

Дезинфекция. Программное обеспечение многих панелей управления позволяет производить термическую дезинфекцию бойлера один раз в неделю. Это делается путем повышения температуры в бойлере до 80С в течение 20-30 минут. Такая процедура избавляет от возможного присутствия в воде бактерий легионеллеза, вызывающих пневмонию.

Защита от замерзания. Как только наружная температура опустится ниже определенного значения, автоматика сама запустит котел и будет поддерживать определенную температуру в системе отопления для предотвращения ее размораживания.

«Умный дом». Последние модели контроллеров предоставляют возможность как удаленного доступа к себе по телефонной линии или мобильной связи стандарта GSM, так и своей интеграции в систему "Умный дом". Эту опцию имеют устройства таких производителей отопительной техники, как VIESSMANN, BUDERUS, DE DIETRICH идр. Подобные устройства позволяют на расстоянии контролировать температуру в доме и вовремя узнавать о любых неполадках.

Сервисные функции

Чистый воздух. Для снижения количества вредных выбросов в воздух многофункциональная автоматика способна оптимизировать работу горелки. Вустановочных параметрах современных контроллеров минимальная продолжительность горения задана изначально. Это исключает работу горелки в режиме «старт-стоп», плохо влияющем как на ресурс оборудования, так и на экологию. Дело в том, что больше всего вредных выбросов образуется именно в момент розжига. Это происходит за счет неполного сгорания топлива. По умолчанию минимальное время работы горелки обычно составляет не менее одной минуты. Так что, приобретая современную систему управления, вы заботитесь не только о своем кошельке, но и о своем здоровье.

Плавный пуск. Интересной функцией является так называемая разгрузка пуска. Вмомент первого (холодного) включения котла или после его длительного простоя в топке обычно наблюдается усиленное образование конденсата. Как правило, это смесь кислот, неблагоприятно воздействующих на внутренние элементы устройства. Именно для устранения такого неприятного явления многие системы управления и позволяют производить пусковую разгрузку. Суть ее заключается в том, что непосредственно в момент включения отопления циркуляционные насосы еще не работают, поэтому теплоноситель, находящийся в котле, достаточно быстро нагревается до 40-60С. Именно этот диапазон считается безопасным в смысле образования конденсата, а значит, время вредного воздействия последнего существенно сокращается. После достижения нужной температуры включаются насосы отопительных контуров и система начинает работать в заданном режиме.

«Выбег» насосов. Во многих современных системах можно задавать время «выбега» насосов. Эта функция позволяет предотвратить возможный перегрев котла. Дело в том, что в котлах (особенно чугунных) наблюдается повышение температуры котловой воды уже после отключения горелки. Виною тому происходящий внутри металла теплообмен, направленный от поверхности, обращенной к топке, к той, которую омывает теплоноситель. Процесс будет происходить до тех пор, пока температуры внутренней и наружной поверхностей не сравняются, при этом может наступить перегрев котла. Вот почему важно не останавливать циркуляционные насосы сразу, а давать им еще какое-то время поработать.

Интересный путь решения этой проблемы предложили специалисты компании BUDERUS в панелях серии Logamatic 4000, создав функцию «использование остаточного тепла». При нагреве теплоносителя котел достигает не максимальной температуры, а лишь определенной расчетной, при которой автоматика отключает горелку, а нагрев продолжается уже за счет описанного выше эффекта. Выделяемая энергия, разумеется, не пропадает зря, а используется для получения горячей воды в бойлере.

Летнее ТО. Многие системы регулирования имеют функцию деблокирования насосов. Она реализована, к примеру, в контроллерах серии Е6 от KROMSCHRODER (стоимость- 382), в панелях управления Vitotronic от VIESSMANN, Digi Comfort от WOLF и многих других. Долго не работающий циркуляционный насос может заклинить, вот поэтому в летний период, во время длительного бездействия, их желательно на некоторое время все же включать.

Переоснащение котлов

Кто-то по прочтении нашей статьи еще успеет дать задание поставщикам отопительной системы использовать котел с современной автоматикой. Акак быть тому, кто уже имеет надежный импортный котел со стандартной панелью управления или отечественное устройство вообще без системы регулирования, но желает оснастить его современной погодозависимой автоматикой?

Прежде всего, хотелось бы посоветовать обратиться в компанию, торгующую котлами вашей марки. Практически каждая серьезная фирма-производитель отопительного оборудования имеет в своем ассортименте подобную автоматику. Но если таковую найти не удается или если ее параметры не позволяют решать задачи, поставленные заказчиком, приходится подбирать систему другого производителя.

Существуют два варианта переоснащения котлов. Первый предполагает автоматическое управление всеми компонентами системы. При этом достигается высокая степень автоматизации и существенное снижение потребления топлива. Ксожалению, оснастить котлы по первому варианту не всегда возможно. Трудно поддаются такой модернизации системы с атмосферной горелкой. Например, популярные отечественные котлы АГВ оборудованы горелкой с "вечным" пламенем, зажигаемым вручную, что не дает возможности автоматизировать процесс горения. Для таких случаев предусмотрен второй вариант оснащения, предполагающий поддержание температуры в отопительных контурах автоматически с помощью исполнительных устройств. Котел при таком варианте будет работать с постоянной, как правило максимальной, температурой подающей линии и как бы "жить своей жизнью", а отопительные контуры, управляемые контроллером- своей.

Выпускающиеся контроллеры предназначены для установки на все виды котельного оборудования, снабженного как дутьевыми, так и атмосферными горелками. Конечно, следует отметить, что переоснастить котел самостоятельно вряд ли удастся, такую работу необходимо поручить специалисту надежной фирмы, имеющей опыт подобных модернизаций.

Взаключение хотелось бы отметить, что приобретение современной автоматики- это совсем не дань моде, а выгодное вложение денежных средств. Например, по данным компании «ГидроМОНТАЖ», на жидкотопливных котлах современная автоматика позволяет экономить до 30 % топлива и окупится уже через какие-то 1-3 года, тем более при современных темпах роста цен на основные энергоносители.

Редакция благодарит компании «ГидроМОНТАЖ», «РУСКЛИМАТ», «ТЕРМОСТУДИЯ», STK-GROUP, представительство компании BUDERUS за помощь в подготовке материала.

• Источник: Журнал «Идеи вашего дома»№78

Материал подготовил

Алексей Бойко

Фото

Дмитрий Минкин